Archive for April 2017

Quantum Computation

22.09 Add Comment

Assalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Pada kesempatan kali ini saya akan membahas mengenai Quantum Computation. Dimulai dari pengertian, sejarah, perbedaan komputer kuantum dengan komputer klasik, dll.


1. Pengertian Komputasi Kuantum


Dalam bahasa Indonesia yaitu komputer kuantum, merupakan komputer yang memanfaatkan fenomena-fenomena dari mekanika quantum, seperti quantum superposition dan quantum entanglement, yang digunakan untuk pengoperasian data.

Perhitungan jumlah data pada komputasi klasik dihitung dengan bit, sedangkan perhitungan jumlah data pada komputer kuantum dilakukan dengan qubit. Prinsip dasar komputer kuantum adalah bahwa sifat kuantum dari partikel dapat digunakan untuk mewakili data dan struktur data, dan bahwa mekanika kuantum dapat digunakan untuk melakukan operasi dengan data ini. Dalam hal ini untuk mengembangkan komputer dengan sistem kuantum diperlukan suatu logika baru yang sesuai dengan prinsip kuantum.

Komputer kuantum dapat jauh lebih cepat dari komputer konvensional pada banyak masalah, salah satunya yaitu masalah yang memiliki sifat berikut :
  • Satu-satunya cara adalah menebak dan mengecek jawabannya berkali-kali
  • Terdapat n jumlah jawaban yang mungkin
  • Setiap kemungkinan jawaban membutuhkan waktu yang sama untuk mengeceknya
  • Tidak ada petunjuk jawaban mana yang kemungkinan benarnya lebih besar: memberi jawaban dengan asal tidak berbeda dengan mengeceknya dengan urutan tertentu. 

2. Cara Kerja Komputer Kuantum

Sampai saat ini, dua kegunaan yang paling menjanjikan untuk perangkat komputer kuantum itu adalah untuk melakukan pencarian kuantum dan anjak kuantum. Untuk memahami bagaimana pencarian kuantum bekerja, bayangkan jika Anda mencari nama dan nomor telepon tertentu pada Yellow Pages atau buku telepon dengan cara konvensional. Jika buku telepon tersebut memiliki 10.000 entri, rata-rata Anda perlu melihat sekitar setengah dari jumlah itu, yakni 5.000 entri, sebelum Anda berpotensi menemukan nama dan nomor yang dicari. Algoritma pencarian kuantum hanya perlu menebak 100 kali. Dengan 5.000 tebakan, sebuah komputer kuantum mampu menemukan 25 juta nama pada buku telepon tersebut.

3. Sejarah


Konsep awal tentang komputer yang beroperasi berdasarkan teori kuantum pertama kali diajukan oleh fisikawan legendaris Amerika, Richard Feynman, pada tahun 1980-an. Feynman menyadari komputer klasik tidaklah efisien ketika dipakai untuk mensimulasikan dinamika sistem kuantum. Hal ini menyiratkan pula bahwa ketika komputer konvensional dipakai untuk melakukan simulasi dalam bidang seperti kimia kuantum, fisika material terkondensasi, atau desain obat-obatan, dibutuhkan kekuatan komputasi yang sangat besar.

Richard Feynman mengajukan hipotesis jika sebuah komputer generasi baru yang beroperasi berdasarkan fisika kuantum akan bekerja secara lebih efisien dibandingkan dengan komputer klasik. Hipotesis Feynman saat itu belum dapat dibuktikannya sendiri. Namun, hal ini telah membukakan pintu untuk eksplorasi potensi kemampuan komputer yang berdasarkan prinsip-prinsip teori kuantum. Dari sini dimulailah cerita eksplorasi komputer kuantum. Sebagai contoh, pada awal tahun 1990-an, David Deutsch, seorang fisikawan dari Inggris, dan Richard Josza, seorang fisikawan dari Amerika Serikat, mengajukan algoritma kuantum untuk pertama kalinya [Deutsch dan Josza, 1992].

iset dalam bidang komputer kuantum mulai berkembang dengan cepat ketika riset Deutsch dan Josza diikuti oleh penemuan algoritma kuantum lainnya dari fisikawan Amerika, Peter Shor. Algoritma Shor dapat menemukan faktor prima dari bilangan bulat yang sangat besar (sampai ratusan digit) [Shor, 1999]. Implikasi dari ditemukannya algoritma ini mempengaruhi banyak bidang, seperti dalam hal keamanan internet dan transaksi online.

Sebagian besar skema kriptografi yang digunakan sekarang bergantung kepada fakta bahwa komputer konvensional memerlukan waktu jutaan tahun untuk menemukan faktor prima dari bilangan yang sangat besar yang digunakan untuk memecahkan kode kriptografi. Namun, komputer kuantum dengan algoritma Shor dapat dengan mudah dan cepat memecahkan kode tersebut.

Perkembangan lainnya adalah ditemukannya algoritma kuantum untuk mencari data tertentu dalam database yang sangat besar oleh Lev Grover. Algoritma Grover membuat komputer kuantum dapat mencari informasi penting jauh lebih cepat dari komputer klasik [Grover, 1996].


3. Komputer kuantum yang ada saat ini


Suatu hari, para ahli percaya bahwa komputer kuantum akan menggantikan chip silikon, sama seperti transistor yang telah menggantikan tabung hampa udara. Tapi untuk saat ini, teknologi yang dibutuhkan untuk mengembangkan komputer kuantum semacam itu berada di luar jangkauan kita. Sebagian besar penelitian dalam komputasi kuantum masih sangat teoritis.

Saat ini, komputer kuantum paling maju kemampuannya tidak melampaui memanipulasi lebih dari 16 qubit. Artinya, kemampuannya jauh berbeda dengan aplikasi praktis. Namun, potensi komputer kuantum suatu hari bisa bekerja lebih cepat dan mudah untuk melakukan perhitungan yang sangat menyita waktu pada komputer konvensional tetap ada. Beberapa kemajuan penting telah dilakukan dalam komputasi kuantum dalam beberapa tahun terakhir.


4. Perbedaan Komputer Kuantum dengan Komputer Klasik

  • Memori komputer klasik merupakan string dari 0s dan 1s, dan ia mampu melakukan perhitungan hanya pada sekumpulan bilangan secara simultan. Memori komputer kuantum merupakan sebuah keadaan kuantum yang mrupakan superposisi dari bilangan-bilangan yang berbeda.
  • Sepanjang sejarah komputasi, bit tetap merupakan unit komputasi dasar informasi. Mekanika kuantum memungkinkan pengkodean informasi dalam bit kuantum (qubit). Tidak seperti bit klasik, yang hanya bisa menyimpan nilai tunggal - baik 0 atau 1 - qubit dapat menyimpan baik 0 dan 1 pada saat yang sama.
  • Selanjutnya, register kuantum 64 qubit dapat menyimpan nilai 264 sekaligus. Komputer Kuantum dapat melakukan perhitungan pada semua nilai-nilai ini pada saat yang sama. Namun, penggalian hasil dari perhitungan paralel masif telah terbukti sulit, membatasi jumlah aplikasi yang telah menunjukkan peningkatan kecepatan yang signifikan dibandingkan komputasi klasik.

5. Penjelasan Tentang Qubits

Dalam sebuah percobaan yang terkenal, cahaya dari satu sumber melewati dua celah, menciptakan sebuah pola interferensi pada layar. Bahkan ketika sumber cahaya hanya memancarkan satu foton pada suatu waktu, pola interferensi muncul. Standar teori kuantum mendalilkan bahwa setiap foton bergerak pada kedua jalur (path) sekaligus. Dengan demikian, partikel dapat berada di dua tempat pada saat yang sama. Dalam situasi tersebut, kita mengatakan bahwa posisi partikel berada dalam superposisi dari dua keadaan.

Dua jalur perjalanan partikel dapat mewakili dua keadaan dari sebuah bit, 0 dan 1. Dalam mekanika kuantum, apabila sistem memiliki dua atau lebih peluang yang memungkinkan, ia dapat menjelajahi mereka secara bersamaan. Setiap sistem dua keadaan, seperti jalur foton, dapat mewakili qubit. Dalam komputer kuantum, kita malah mungkin menggunakan dua orbit elektron dalam atom untuk mewakili qubit. Atom bisa eksis dalam superposisi dari 0 dan 1, mirip seperti lonceng yang dipukul dapat bergetar pada dua frekuensi yang berbeda secara bersamaan.


6. Algoritma Shor

Algoritma yang ditemukan oleh Peter Shor pada tahun 1995. Dengan menggunakan algoritma ini, sebuah komputer kuantum dapat memecahkan sebuah kode rahasia yang saat ini secara umum digunakan untuk mengamankan pengiriman data. Kode yang disebut kode RSA ini, jika disandikan melalui kode RSA, data yang dikirimkan akan aman karena kode RSA tidak dapat dipecahkan dalam waktu yang singkat. Selain itu, pemecahan kode RSA membutuhkan kerja ribuan komputer secara paralel sehingga kerja pemecahan ini tidaklah efektif.

Algoritma Shor bergantung pada hasil dari teori bilangan. Hasil ini adalah: fungsi periodik. Dalam konteks algoritma Shor, n akan menjadi bilangan yang akan difaktorkan. Jika dua bilangan tersebut adalah coprime itu berarti bahwa pembagi umumnya adalah 1. Perhitungan fungsi ini untuk jumlah eksponensial, dari itu akan mengambil waktu eksponensial pada komputer klasik. Algoritma Shor memanfaatkan paralelisme kuantum untuk melakukan jumlah eksponensial operasi dalam satu langkah.

Sumber:
Thiofany Angelius Dachi, Komputer Kuantum ( Quantum Computer ), ILMUTI.ORG, http://ilmuti.org/wp-content/uploads/2014/05/Thiofany_Angelius_Dachi_Komputer_Kuantun.pdf (Diakses 9 April 2017).

Mobile Computing

21.19 Add Comment


Assalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Pada kesempatan kali ini saya akan membahas mengenai Mobile Computing. Dimulai dari pengertian, prinsip kerja, jenis-jenis, kelebihan dan kekurangan, 


1. Pengertian Mobile Computing

Mobile computing atau komputasi bergerak memiliki beberapa penjelasan, salah satunya komputasi bergerak merupakan kemajuan teknologi komputer sehingga dapat berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa menggunakan kabel dan mudah dibawa atau berpindah tempat.

Beberapa pengertian tentang mobile computing diantaranya :

1. Mobile computing merupakan paradigma baru dari teknologi yang mampu melakukan komunikasi walaupun user melakukan perpindahan.

2. Merupakan kemajuan teknologi komputer, sering disebut sebagai mobile computer (portable computer) yang dapat berkomunikasi dengan jaringan tanpa kabel (nirkabel).

3. Merupakan sekumpulan peralatan(hardware), data, dan perangkat lunak aplikasi yang bermobilisasi/berpindahlokasi.

4. Merupakan kelas tertentu dari system terdistribusi dimana beberapa node dapat melepaskan diri dari operasi terdistirbusi, bergerak bebas, dan melakukan koneksi kembali pada jaringan yang berbeda.

5. Tidak sama dengan wireless computing.

Jadi, bisa disimpulkan Mobile Computing atau yang jika diterjemahkan ke dalam bahasa Indonesia adalah komputasi bergerak, merupakan seperangkat benda atau alat yang memiliki teknologi seperti komputer yang dapat dipindahkan dengan mudah secara fisik dan mampu melakukan kemampuan komputasi yang tetap bisa digunakan meskipun sang pengguna alat tersebut berpindah-pindah tempat.


2. Prinsip Kerja dari Mobile Computing

Dua prinsip kerja utama mobile computing yang membedakannya dari arsitektur komputasi yang lain, seperti mainframe, klien-server, atau multi-tier yaitu virtualisasi dan provisioning. 

  • Virtualisasi 
Setiap sumberdaya (contoh komputer, disk, komponen aplikasi dan sumber informasi) dikumpulkan bersama-sama menurut jenisnya, lalu disediakan bagi konsumen (orang atau program software). Virtualisasi berarti meniadakan koneksi secara fisik antara penyedia dan konsumen sumberdaya, dan menyiapkan sumberdaya untuk memenuhi kebutuhan tanpa konsumen mengetahui bagaimana permintaannya bisa terlayani. 

  • Provisioning 

Ketika konsumen meminta sumberdaya melalui layer virtualisasi, sumberdaya tertentu di belakang layer didefinisikan untuk memenuhi permintaan tersebut, dan kemudian dialokasikan ke konsumen. Provisioning sebagai bagian dari mobile computing berarti bahwa system menentukan bagaimana cara memenuhi kebutuhan konsumen seiring dengan mengoptimasi jalannya sistem secara keseluruhan.


3. Jenis- Jenis Cloud Computing

Mobile Computing yang ada saat ini ada beberapa jenis, diantaranya adalah:

  • Laptop 
Laptop merupakan komputer portabel, kecil dan dapat dibawa kemana saja dengan sangat mudah yang terintegrasi pada sebuah casing. Berat laptop berkisar dari 1 sampai 6 kilogram tergantung ukurannya, bahan dan spesifikasi. Sumber listrik berasal dari baterai atau A/C adaptor yang dapat digunakan untuk mengisi ulang baterai dan untuk menyalakan laptop itu sendiri. Laptop kegunaannya sama dengan Komputer desktop, yang membedakannya hanya ukuran sehingga memudahkan pemakai untuk membawanya kemana-mana.

  • Wearable Computer 
Wearable Computer atau komputer yang dipakaikan di tubuh manusia. Contohnya adalah Computer Gletser Ridgeline W200. W200 ini terbuat dari paduan magnesium bertulang yang memaksimalkan kekuatan dan meminimalkan berat keseluruhan. Pada hanya 10,2 ons dan dibentuk pada kontur lengan, W200 yang mengkombinasikan fitur yang sama dari sebuah komputer standar dengan sebuah perangkat yang memberikan kenyamanan dan ergonomis pergelangan tangan instrumen aus. W200 ini memiliki sebuah 3.5 “layar warna dengan layar sentuh, keyboard backlit dan baterai hot swappable. Fungsi nirkabel dari W200 memastikan konektivitas berkelanjutan terlepas dari lokasi pengguna dengan plug and play Wi-Fi, Bluetooth dan modul GPS. Menggunakan CE Windows atau sistem operasi Linux, unit cepat dapat dikonfigurasi untuk mengakses sistem host remote melalui kabel terintegrasi atau antarmuka nirkabel.

  • SmartPhone 
SmartPhone adalah ponsel yang menawarkan kemampuan canggih, boleh dikata kemampuannya menyerupai kemampuan PC (komputer). Umumnya suatu ponsel dikatakan sebagai smartphone bila dapat berjalan pada software operating system yang lengkap dan memiliki interface dan platform standar bagi pengembang aplikasi. Sementara itu ada yang mengatakan smartphone adalah ponsel sederhana dengan fitur canggih seperti kemampuan mengirim dan menerima email, menjelajah internet dan membaca e-book, built in full keyboard atau external USB keyboard, atau memiliki konektor VGA. Dengan kata lain, smartphone adalah miniatur komputer dengan kemampuan ponsel.

  • Tablet PC 
Tablet PC adalah komputer portabel berbentuk buku atau yang biasa disebut laptop. Memiliki layar sentuh atau teknologi tablet digital yang memungkinkan pengguna komputer mempergunakan stylus atau pulpen digital selain keyboard ataupun mouse komputer.

  • Internet Tablet 
Internet tablet adalah berbagai alat mobile internet yang dibuat dan difokuskan hanya untuk internet dan fitur – fitur media lainnya

  • PDA (Personal Digital Assistants) 
PDA adalah sebuah alat elektronik yang berbasis komputer dan berbentuk kecil serta dapat dibawa kemana-mana. PDA banyak digunakan sebagai pengorganisir pribadi pada awalnya, tetapi karena perkembangannya, kemudian bertambah banyak fungsi kegunaannya, seperti kalkulator, penunjuk jam dan waktu, permainan komputer, pengakses internet, penerima dan pengirim surat elektronik (e-mail), penerima radio, perekam video, dan pencatat memo.

  • Ultra mobile PC 
Ultra mobile PC atau yang lebih dikenal dengan Micro PC adalah komputer ekstra mini yang bisa dibawa kemana – mana, berlayar sentuh, dapat memutar film dan lagu, bermain game dana dapat digunakan untuk mengerjakan tugas kantor.


4. Kelebihan dan Kekurangan Cloud Computing

Kelebihan :
  • Komputasi simulasi dan penyelesaian masalah dapat berjalan lebih cepat dan mencakup domain yang lebih luas. 
  • Pool dari aplikasi dan pustaka standard, akses terhadap model dan perangkat berbeda, metodologi penelitian yang lebih baik. 
  • Akses terhadap sumber data global dan hasil penelitian lebih baik. 
  • Perkalian dari sumber daya: Resource pool dari CPU dan storage tersedia ketika idle.
  • Ukuran dan kompleksitas dari masalah mengharuskan orang-orang dalam beberapa organisasi berkolaborasi dan berbagi sumber daya komputasi, data dan instrumen sehingga terwujud bentuk organisasi baru yaitu virtual organization.
  • Organisasi virtual sebagai hasil kolaborasi memberikan beberapa keuntungan lebih lanjut, di antarnya :
Kekurangan :
  • Manajemen institusi yang terlalu birokratis menyebabkan mereka enggan untuk merelakan fasilitas yang dimiliki untuk digunakan secara bersama agar mendapatkan manfaat yang lebih besar bagi masyarakat luas. 
  • Masih sedikitnya sumber daya manusia yang kompeten dalam mengelola mobile computing. 
  • Kurangnya pengetahuan yang mencukupi bagi teknisi IT maupun user non teknisi mengenai manfaat dari mobile computing itu sendiri.
Langganan: Postingan (Atom)